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钻孔纠斜钻孔弯曲产生的原因钻孔轨迹是一空间变化的曲线；钻孔轴心线上任一点的空间坐标，由孔深(L)、顶角(θ)、方位角(α)3个参数确定。
钻孔弯曲：又称孔斜；由于自然地质因素及钻探工艺因素会造成钻孔弯曲，使钻孔偏离原来设计的顶角与方位角。
孔斜不仅会给施工带来困难,降低钻探效率,易诱发孔内事故，而且会歪曲矿体形态与产状，影响勘探结果的准确程度。
所以按一定距离测斜和防斜在钻探施工中是非常重要的。
钻孔纠斜是钻探行业内基本的作业方法，一般的纠斜主是要是纠正超过质量指标的孔段或者岩层；造成钻孔倾斜的原因很多，但是总的归纳起来不外乎两大因素：一是地质因素，二是所采用的钻进工艺和钻探技术欠妥。
一、地质因素的影响（客观因素）地质因素是指促使钻孔弯曲的地质条件，如岩层的产状，物理机械性质，以及由于构造运动所产生的劈理、片理、层理等；研究和分析由地质条件促使钻孔弯曲的原因，一方面是为了在技术上采取相应预防措施来限制钻孔弯曲，另一方面是为了合理的设计钻孔提供依据，尽力减少地质条件对钻孔弯曲的影响，利用地质条件的促斜规律来进行初级定向钻孔钻进；生产实践证明，岩石的软硬互层，岩层的倾角大，片理发育的岩层等是促使钻孔弯曲的普遍原因，而且钻孔弯曲都有一定的规律性。
断层、破碎带、卵石、砾石层、流沙层、溶洞、老窿等，是促使钻孔弯曲的特殊原因，而且钻孔弯曲没有一定的规律。
1、钻进流沙层，因为流沙层具有流散性，孔径往往较大，尤其是在斜孔、流沙层厚，钻孔很容易下垂，直孔无此现象；2、钻进卵石、砾石层时，由于卵石、砾石很不规则，活动性很大，给钻具的挤压力及回转阻力差异很大，钻孔最容易弯曲，并且没有什么规律；3、当钻孔遇到溶洞和老窿时，钻孔严重超径，窿（洞）底又不规则，钻进时粗径钻具易偏离钻孔轴线，造成钻孔弯曲；4、当钻孔穿过具有一定倾角的软硬岩互层时，钻孔的顶角和方位角均会发生变化。
岩石层理走向及倾角过大，钻头在克取岩石时，顶着走向打；地质情况复杂，钻孔地层软硬间错，变化性极大，致使钻具的配合，钻进参数的设定出现偏差；（1）当钻头由软层进入硬岩层时，因孔底软、硬岩石抵抗破碎能力不同，产生不均匀破碎（软岩石破碎快、硬岩石破碎慢），促使钻孔弯曲；钻孔弯曲方向和程度，取决于钻孔与岩层层面的夹角大小和软、硬岩层的硬度差。
通风、电缆、排水、投料等工程钻孔空间位置的测量与计算摘要：通风、电缆、排水、投料等工程钻孔对钻孔空间位置的控制要求较严格，本文介绍了使用JL测斜仪，根据测得的顶角与方位角用EXCEL电子表格快速准确计算出钻孔空间位置的方法。
关键词：通风孔电缆孔排水孔投料孔地质灾害 JL测斜仪钻孔空间位置 EXCEL随着国民经济的快速发展，对煤炭、钢铁等能源的需求不断增加，因此矿山加大了技术改造挖潜的力度，随之各类通风孔、电缆孔、排水孔工程越来越多；随着国家对环境保护的不断重视，加大了地质灾害治理的力度，要求及时回填矿体的采空区，以防地面塌陷的发生，随之投料孔工程不断增加。
这类工程钻孔对钻孔空间位置的控制要求较严格，以便避开一些保护对象，如巷道、矿体等，并且要求终孔落入设计的范围，以便投入正常使用。
为了准确控制钻孔的空间位置，一是要求对确定钻孔空间位置的基本参数如顶角、方位角、孔深的测量要准确，二是要求钻孔空间位置的计算要快速准确，并能方便快捷地对某一深度的钻孔空间位置做出预测，以便及时采取定向钻进等技术措施，控制钻孔的空间位置沿着设计的轨迹达到靶区。
我们在某一投料孔工程中使用了JL测斜仪，用EXCEL进行计算和预测钻孔空间位置，前导孔孔深210米，钻孔终孔计算的位置与实际偏差仅为3.5%，开挖巷道与钻孔一次对接成功，达到了较为理想的效果。
这种测量方法也使用到了通风、电缆孔中的施工中，与其它方法测得的结果一致，这也充分证明本方法在这类工程孔中的的可行性。
一、钻孔空间位置基本参数顶角、方位角的测量1、JL测斜仪简介：JL测斜仪是与金刚石绳索取芯钻孔配套的测斜仪，适用于无磁性干扰的测量，为机械定时锁定，利用偏心重锤的自然下垂，定出钻孔的弯曲方向，测出顶角、方位角，该仪器操作简单，读数直观，测量误差小。
2、JL测斜仪在工程孔中的测斜原理：测斜仪在下入钻孔的过程中，一直处在钻孔的下井壁，因为下井壁的方向即为钻孔的弯曲方向，所以测得的顶角、方位角即为钻孔的顶角与方位角。
钻孔弯曲测量的原理及其方位角测量原理为了随时掌握与控制钻孔空间位置的变化，预防与纠正钻孔弯曲，在钻进中必须测量钻孔轨迹各孔段上的基本参素即：顶角、方位角和孔深。
这一工作称为钻孔弯曲度测量简称测斜。
一、钻孔弯曲测量的原理钻孔弯曲的测量原理包括顶角测量原理和方位角测量原理，孔深测量一般只是借助电缆（测绳）或钻杆将测斜仪下入到指定深度来控制。
（一）顶角测量原理根据钻孔顶角定义，测量顶角度必须符合两个条件：一是该角度代表测点钻孔轴线与铅垂线的夹角；其二是该角度在钻孔弯曲平面内。
目前，顶角测量原理是利用地球的重力场，有液面水平原理和悬锤原理等。
1、液面水平原理（氢氟酸测斜）氢氟酸测斜仪就是利用液面水平原理来测量钻孔的顶角。
把20～30%浓度的氢氟酸注入长度为100～150mm内径为15～25mm的玻璃试管中。
注入量为试管长度的1/3左右。
然后，将盛有氢氟酸的玻璃试管装在特制的接头内，用橡胶塞加以密封。
用钻杆将其下到孔内待测位置，静止停留15～25min后，提钻取出试管。
由于氢氟酸对玻璃的腐蚀作用，在试管上留有液面痕迹。
根据液面的高低，就可算出顶角。
图顶角校正关系图图倾斜仪1－量角器；2－悬锤；3－半园盘；4－固定架；5－转动轴；6－玻璃管由于有毛细管的作用，试管形成了如图2-4-27所示的蚀痕曲面。
由此测出的顶角必须校正，按下式可求出实际顶角θ：θ=θ′+E式中θ--钻孔的实际顶角，θ′--玻璃试管上实测顶角，E--校正角。
为了避免计算和校正上的麻烦，可以利用倾斜仪来直接测定。
2、悬锤原理悬锤测量钻孔顶角的原理如图。
图悬锤测量钻孔顶角的原理示意图框架可绕a轴灵活转动，b轴与a轴垂直相交，在b轴中点0悬挂一能灵活转动的弧形刻度盘，刻度盘转动面与钻孔弯曲平面一致，刻度盘因重力作用永远下垂。
当仪器在垂直孔内时，刻度盘上的0°正对准弧形竖板了上的标线，即顶角为0°；当仪器在倾斜孔内时，弧形竖板倾斜一个角度，此角度就是钻孔顶角θ。
钻孔弯曲度计算方法三角网式地质勘探与矿体预测h t t p://w ww.s ci e n c e n e t.c n/b b s/s h ow p os t.as p x?i d=2813内容摘要：作者在《空间解析求积法与矿体体积计算》（《化工地质》1990年），《解析三角截住法储量计算》（《化工矿山技术》1995年）中，提出了三角网式地质勘探与矿体预测的完整的理论模式和方法（参见附录：《空间解析求积法与矿体体积计算》，《解析三角截住法储量计算》理论要点和计算公式）。
按照这个理论和方法，可以实现任意三角网式地质勘探、矿体预测、储量的解析计算与管理的微机自动化，彻底改变落后的地质勘探模式，使地质勘探跟上新技术革命的脚步。
本文将就这一主题作进一步的探求。
三角网式地质勘探与矿体预测中化福建地质勘查院施瑞春传统的矿体预测与勘探，要进行一系列繁杂、重复的手工劳动：依据已有地质资料绘制许多勘探线纵、横剖面图，然后进行反复比照、推测，设计出各勘探线勘探钻孔的位置，预测顶、底板的高度（深度）。
勘探时要测出各勘探线剖面，定出各勘探线上的设计钻孔；钻探中要编好钻孔资料，然后绘制钻孔柱状图、剖面图、储量计算图……。
时至已进入电脑广泛普及和数字化的时代，此传统的勘探模式到了该彻底改变的时候了。
作者在《空间解析求积法与矿体体积计算》（《化工地质》1990年），《解析三角截住法储量计算》（《化工矿山技术》1995年）中，提出了三角网式地质勘探与矿体预测的完整的理论模式和方法（参见附录：《空间解析求积法与矿体体积计算》，《解析三角截住法储量计算》理论要点和计算公式）。
按照这个理论和方法，可以实现任意三角网式地质勘探、矿体预测与储量计算和管理的空间解析计算，彻底改变落后的地质勘探模式，使地质勘探跟上新技术革命的脚步。
本文将就这一主题作进一步的探求。
一、用三角网布设勘探网替代传统的方形网传统的地质勘探网是按平行的勘探线布设方形网，这主要是因为传统的储量计算的壁垒决定的。
实验5.1 典型测斜仪结构及工作原理一、目的与要求1. 熟悉和了解典型测斜仪的结构。
2. 掌握典型测斜仪的工作原理和使用条件。
二、实验内容1. 拆装典型测斜仪；2. 描述LHE2205型地质陀螺测斜仪连接方法及顺序。
三、实验设备、仪器及辅助工具1. JXY—2型单点测斜仪，JJX—3型多点测斜仪，LHE2205型地质陀螺测斜仪；2. LHE-2025E型电动测井绞车；3. 测斜仪装配工具组一套。
四、实验步骤图1-1 仪器连接示意图1. 从保护箱（包）内取出地面设备和井下测斜总成；2. 连接计算机与控制器；3. 连接控制器与井下测斜总成。
4. 拆卸计算机、控制器、井下测斜总成的连接。
5. 拆卸井下测斜总成。
6. 装配井下测斜总成。
7. 将测斜设备放入保护箱（包）。
图1-2 井下测斜总成连接示意图1 绳帽头2 电缆转换接头3 转换接头4 上连接头5地质陀螺测斜短接6下连接头7减震式引鞋五、实验数据整理（填入表中）六、实验报告要求1. 每人交一份实验报告。
2. 简述LHE2205地质陀螺测斜仪结构特点及工作原理。
实验5.2典型测斜仪操作方法一、目的与要求1. 熟悉和了解典型测斜仪设备的连接。
2. 掌握典型测斜仪的操作方法。
二、实验内容1.在校验台将测斜仪摆放为（顶角10°，方位角45°）、（顶角30°，方位角90°）、（顶角45°，方位角135°）三组数据进行测量；2. 描述顶角、方位角随孔深的变化与钻孔弯曲的关系。
三、实验设备、仪器及辅助工具1. LHE2205型地质陀螺测斜仪；2. 装有单芯铠装测井电缆的LHE-2025E型电动测井绞车3. LHE-0003型测斜校验台。
4. 测斜仪装配工具组一套；四、实验步骤及操作注意事项1. 仪器连接LHE2205型井下仪器固定在校验台上，利用缆线把井下仪器、控制器、电脑连接起来（注意快速接头的方向），给控制器、电脑供电（220V交流）。
设计钻孔轴线：钻孔施工前，根据施工目的，要进行钻孔轴线的设计和绘制的钻孔轴线。
实际钻孔轴线：指按设计钻孔轴线控制施工时，钻头沿孔底破碎面中心移动形成的点的实际几何轨迹。
与实际相似的钻孔轴线：以施工过程中对钻孔某些点进行测量得到的数据为依据，绘制后的钻孔轴线。
顶角：钻孔轴线上某测点的切线与铅垂线之间的夹角。
方位角：钻孔轴线上某测点切线的水平投影与磁北方向顺时针之间的夹角。
孔深：钻孔轴线上两测点之间的长度。
钻孔弯曲度：每100m钻孔顶角和方位角的变化值。
顶角弯强：钻孔每米长度上顶角的变化量。
方位角弯强：钻孔每米长度上方位角的变化量。
钻孔弯曲的影响：㈠在地质工作方面①钻孔弯曲不能按设计穿过预定的构造带，使地质构造形态和位置被歪曲。
②钻孔弯曲使控制矿体的间距减少或增加，会造成矿产储量计算的失真。
③钻孔弯曲使预定要见的矿层被打漏失，顺层跑不能穿透矿层，歪曲矿层厚度；钻孔相向弯曲把小矿体歪曲成大矿体。
㈡在钻探工作方面①钻孔弯曲过大使钻具回转阻力增大，造成钻具在孔内回转困难。
②钻孔弯曲过大容易引起钻具折断、升降钻具困难。
③钻孔弯曲使钻具与孔壁的接触点增加，压力损失加大，钻进速度下降。
④在弯曲孔段极易发生孔壁坍塌、掉块、卡钻、埋钻等事故，而弯曲孔段处理事故又较为困难。
⑤钻孔弯曲过大需纠斜时，增加了工作量。
钻孔弯曲的条件：钻孔延伸不能保持钻头轴线与原钻孔轴线方向一致，钻孔必然弯曲。
（使钻头轴线偏离钻孔轴线的三大条件：力学条件、空间条件和位置条件。
力学条件和空间条件是钻头轴线偏离钻孔轴线的必要条件，位置条件是钻头轴线偏离钻孔轴线的充分条件。
）力学条件是指钻头在孔内的受力情况。
空间条件是指下部粗径钻具与孔壁之间存在的间隙。
位置条件是指对钻头的方向固定、相对大小固定以及钻头歪倒方向固定。
钻孔弯曲的原因：一、地质因素1、各向异性的岩石2、倾斜软硬不均的岩层3、地质构造复杂和自然破碎的地层。
二、钻进的工艺技术因素1、下部钻杆柱工作状态2、设备的安装3、钻进方法4、钻进规程参数5、钻具的组合。
